封装可靠性失效原因及其改善方案阐述
集成电路封装失效机理及可靠性设计研究
集成电路封装失效机理及可靠性设计研究随着电子技术的不断发展，集成电路在人们生活和工作中发挥着越来越重要的作用。
而集成电路封装作为集成电路的一项重要工艺，对集成电路的性能和可靠性具有非常重要的影响。
因此，对集成电路封装失效机理进行深入研究，并设计出更加可靠的封装方案，具有非常重要的现实意义。
一、集成电路封装失效机理集成电路封装失效主要包括材料失效、工艺失效和结构失效三个方面。
其中，材料失效是指电子封装材料在长时间使用过程中，由于内部结构发生改变导致失效，如负温度系数压敏电阻器老化失效、绝缘材料老化失效等。
工艺失效是指封装过程中出现的缺陷和不良现象，如焊接不良、漏胶等。
结构失效是指封装结构设计上的问题，如温度应力、内部气泡等问题。
对于材料失效，主要是因为材料长时间的老化导致的。
因此，在设计电子封装材料时，应该考虑到材料内部结构及外部环境因素对材料性能和可靠性的影响。
封装材料应该具有优良的耐老化性，并且材料的质量应该得到保证。
对于工艺失效，主要是因为封装工艺的不严格导致的。
为了保证封装工艺的可靠性，应该严格控制封装工艺流程及所使用的设备和材料，避免出现缺陷和不良现象。
对于结构失效，主要是因为长时间的使用过程中，封装结构会受到温度应力、机械应力、湿度等因素的影响，导致结构失效。
因此，在设计封装结构时应该考虑到环境应力对封装的影响，并采用合适的结构设计和材料，以提高封装的可靠性。
二、可靠性设计为了提高集成电路封装的可靠性，应该从以下方面进行设计和改进：1、采用新型封装材料新型封装材料具有低介电常数、高热导率、低热膨胀系数等优秀的性能，可以提高封装的可靠性。
2、提高封装结构的强度和稳定性采用合适的结构设计和材料，以提高封装结构的强度和稳定性，防止封装结构在长时间使用过程中因应力等因素导致失效。
3、严格控制封装工艺严格控制封装工艺，确保封装过程中各项参数得到严格控制和监测，避免工艺失误导致失效。
4、加强封装质量检测加强封装质量检测，及时检测和排除可能存在的缺陷和故障，确保产品的质量和可靠性。
微电子封装技术中的界面失效机理分析
微电子封装技术中的界面失效机理分析微电子封装技术是微电子领域中至关重要的一环，它涉及到将半导体芯片与外部电路连接，以实现电子设备的正常工作。
随着电子设备向小型化、高性能化和多功能化发展，微电子封装技术也在不断进步。
然而，在这一过程中，界面失效成为了制约封装可靠性的主要因素之一。
本文将探讨微电子封装技术中界面失效的机理，分析其成因、影响因素以及可能的解决方案。
一、微电子封装技术概述微电子封装技术是指将微电子芯片与外部电路连接，并提供物理保护的一系列工艺和技术。
随着集成电路的快速发展，封装技术也在不断演进，以满足更高的性能要求和更小的尺寸需求。
封装不仅需要保护芯片免受物理损伤和环境影响，还需要确保芯片与外部电路之间的有效连接。
1.1 微电子封装的基本结构微电子封装的基本结构包括芯片、封装基板、引脚或焊盘、封装材料等。
芯片是封装的核心，封装基板则为芯片提供支撑和电气连接，引脚或焊盘用于与外部电路连接，封装材料则用于保护芯片和填充封装内部空间。
1.2 微电子封装的类型微电子封装技术有多种类型，包括但不限于BGA（球栅阵列）、QFP（四边扁平封装）、QFN（四边无引脚封装）、DIP （双列直插封装）等。
每种封装类型都有其特定的应用场景和性能特点。
二、界面失效机理分析界面失效是指在微电子封装过程中，由于各种因素导致芯片与封装基板、引脚或焊盘之间的连接失效。
界面失效会严重影响电子设备的可靠性和稳定性。
2.1 界面失效的类型界面失效可以分为多种类型，包括机械失效、热失效、电失效和化学失效等。
机械失效通常是由封装过程中的应力或外部冲击引起的；热失效则是由于温度变化导致的材料膨胀或收缩；电失效涉及到电流过大或电压过高导致的连接失效；化学失效则是由于材料间的化学反应导致的界面退化。
2.2 界面失效的影响因素界面失效的影响因素众多，包括材料特性、封装工艺、环境条件等。
材料特性如热膨胀系数、导电性、机械强度等都会影响界面的稳定性；封装工艺如焊接、粘接、固化等过程的控制不当也可能导致界面失效；环境条件如温度、湿度、腐蚀性气体等也会对界面造成影响。
芯片封装中的失效机理与故障分析研究
芯片封装中的失效机理与故障分析研究芯片封装是集成电路制造过程中至关重要的一步，它将芯片保护起来，并与外部环境进行连接。
然而，封装过程中可能会出现各种失效和故障，这对芯片的性能和可靠性产生了负面影响。
为了提高芯片的可靠性和稳定性，科学家和工程师们一直在研究芯片封装中的失效机理和故障分析方法。
芯片封装失效机理主要包括三个方面：热失效、机械失效和化学失效。
其中，热失效是最常见的问题之一。
当芯片工作时，产生的热量会使芯片封装材料膨胀和收缩，这可能导致封装材料与芯片之间的粘合层剪切、脱离或者开裂。
此外，温度变化也会导致封装材料的劣化，使其电绝缘性能下降，从而引发故障。
机械失效主要是由于外部力导致封装材料的物理损坏。
芯片封装材料通常是脆性材料，如塑料、陶瓷等，容易在受力下发生裂纹和断裂。
例如，当芯片受到机械冲击或振动时，封装材料可能会剪切、断裂或者产生疲劳裂纹，从而导致芯片失效。
化学失效是由于封装材料与外部环境中的化学物质发生反应而导致的。
化学物质可以是氧气、湿气、有机物等。
当芯片封装材料与这些化学物质接触时，可能会发生氧化、腐蚀、电化学反应等，进而引发芯片故障。
为了解决封装失效问题，故障分析是至关重要的环节。
故障分析旨在确定芯片失效的原因，从而采取相应措施进行修复或预防。
故障分析通常包括以下几个步骤：首先，需要收集失效芯片的相关信息。
这包括失效芯片的型号、使用条件、失效模式等。
通过分析这些信息，可以初步确定芯片失效的可能原因。
其次，进行物理分析。
物理分析是指通过观察芯片失效的外观、形态和结构，来确定失效的机理。
例如，通过显微镜观察失效芯片的微观形貌，可以确定是否存在裂纹、剥离等现象。
此外，还可以使用X射线、电子束等技术进行进一步的材料分析，以确定材料的性质和存在的异常问题。
接下来，进行电学分析。
电学分析是指通过测量失效芯片的电性能参数，来判断芯片的电路结构是否正常。
例如，使用万用表、示波器等设备对芯片进行电流、电压、功率等参数的测量，以了解失效芯片的电路状态。
死灯-LED半导体封装失效典型案例原因分析及预防措施
死灯，不亮属于灾难性失效.下面列举常见的失效案例及预防措施供大家参考
1）LED散热不佳，固晶胶老化，层脱，芯片脱落
预防措施：做好LED散热工作，保证LED的散热通道顺畅（焊接时防止LED 悬浮，倾斜）
2）过电流过电压冲击，驱动，芯片烧毁（开路或短路）
预防措施：做好EOS防护，防止过电流过电压冲击或者长时间驱动LED。
3）过电流冲击，金线烧断4）使用过程中，未做好ESD防静电防护，导致LED PN结被击穿。
预防措施：防止过电流过电压冲击LED。
4）使用过程未做好防静电防护，导致LED PN结被击穿。
预防措施：做好ESD防护工作
5）焊接温度过高，胶体膨胀剧烈扯断金线或者外力冲击碰撞封装胶体，扯断金
线。
预防措施：按照推荐的焊接条件焊接使用，装配过程中注意保护封装结构部分不受损坏。
6）LED受潮未除湿，回流焊过程中胶裂，金线断。
预防措施：按照条件除湿，可利用防潮箱或者烘箱进行干燥除湿。
应按照推荐的回流参
数过回流焊。
7)回流焊温度曲线设置不合理，造成回流过程胶体剧烈膨胀导致金线断。
预防措施：按照推荐的回流参数过回流焊。
8）齐纳被击穿，装配时LED正负极被短接或者PCB板短路，LED被击穿。
预防措施：做好ESD防静电保护工作，避免正负极短路，PCB要做仔细排查。
封装可靠性及失效分析 ppt课件
封装可靠性及失效分析
• 电测技术
封装可靠性及失效分析
封装可靠性及失效分析
• 打开封装
封装可靠性及失效分析
封装可靠性及失效分析
• 失效定位技术
封装可靠性及失效分析
封装可靠性及失效分析
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
封装可靠性及失效分析
封装可靠性及失效分析
封装可靠性及失效分析
封装可靠性及失效分析
• 微焦点X射线检测
封装可靠性及失效分析
• 激光温度响应方法
封装可靠性及失效分析
• 激光温度响应方法原理
封装可靠性及失效分析
封装可靠性及失效分析
封装可靠性及失效分析
封装可靠性及失效分析
封装可靠性及失效分析
封装可靠性及失效分析
封装可靠性及失效分析
封装可靠性及失效分析
封装可靠性及失效分析
• 疲劳寿命与应力和应变的关系
封装可靠性及失效分析
• 应力应变洄滞曲线
封装可靠性及失效分析
ACF键合的剥离强度失效
封装可靠性及失效分析
ACF键合的剥离强度失效
封装可靠性及失效分析
扩散引起的失效-铝钉
封装可靠性及失效分析
• 铝钉的形成过程
封装可靠性及失效分析
• 扩散引起的失效-紫斑
影响芯片键合热疲劳寿命的因素
封装可靠性及失效分析
封装可靠性及失效分析
• 焊点形状对疲劳寿命的影响
封装可靠性及失效分析
• 焊点界面的金属间化合物
封装可靠性及失效分析
• 老化时间对接头强度的影响
封装可靠性及失效分析
• 由热失配导致的倒装失效
封装可靠性及失效分析
• 钎料合金的力学性能对寿命的影响
浅析由热机缺陷引起的塑料封装失效的成因及预防
课程报告浅析由热机缺陷引起的塑料封装失效的成因及预防课程内容引言--------------------------------------------------------- ----- 1 1.------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 塑料封装的历史----------------------------------------------------------------------------- 12.----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 塑料封装的常用材料------------------------------------------------------------------------ 13.塑料封装中的缺陷及失效--------------------------------------------------- 14.热机缺陷--------------------------------------------------------- 25. 热机缺陷的成因---------------------------------------------------------- 26. 热机缺陷的预防---------------------------------------------------------- 37.塑料封装的发展趋势---------------------------------------------------------- 4参考文献致谢-67引言塑料封装器件很容易由于多种原因而导致早期失效。
灯泡封装机的故障分析与改进方案
灯泡封装机的故障分析与改进方案摘要：灯泡封装机作为电子制造行业中的重要设备之一，在灯泡生产中发挥着关键作用。
然而，由于长期运行和高强度工作，灯泡封装机也会面临各种故障和问题。
本文旨在对灯泡封装机的故障进行分析，并提出相应的改进方案，以提高其生产效率和品质。
1. 引言灯泡封装机是灯泡生产中至关重要的设备，它将灯泡的各个组件进行封装，确保其稳定性和性能。
然而，在长时间运行的过程中，灯泡封装机可能会出现各种故障，如机械故障、电气故障等，影响生产效率和产品质量。
2. 故障分析2.1 机械故障机械故障是灯泡封装机常见的问题之一。
可能的机械故障包括轴承损坏、皮带松弛或断裂、传动装置故障等。
这些故障会导致设备停机，影响生产进程。
2.2 电气故障电气故障是另一个常见的问题。
可能的电气故障包括电路短路、电磁阀故障、电机异常等。
这些故障会导致设备无法正常运行，需要进行维修和更换部件。
2.3 温度问题灯泡封装机运行时，温度是一个重要考虑因素。
如果温度过高或过低，都会对设备的稳定性和封装质量产生负面影响。
2.4 操作问题操作人员的错误操作也可能导致灯泡封装机的故障。
例如，操作不当可能使设备过载、误操作控制面板等。
3. 改进方案针对上述故障问题，我们提出以下改进方案，以提高灯泡封装机的生产效率和品质。
3.1 定期维护定期维护是预防和解决机械故障的关键。
设立定期维护计划，包括轴承润滑、皮带检查和紧固等，确保设备的正常运行和提高其使用寿命。
3.2 引入自动检测装置引入自动检测装置可以及时发现和诊断电气故障。
例如，安装传感器来监测电路的状态，当出现异常时，自动停机并提供故障信息供维修人员参考。
3.3 温度控制系统的升级升级温度控制系统可以解决由于温度问题引起的设备故障。
引入先进的传感器和温度控制装置，确保设备在适宜的温度范围内工作，提高生产效率和封装质量。
3.4 培训操作人员操作人员的错误操作是故障的一个重要原因。
因此，提供全面的培训和操作指导，使操作人员熟悉设备的操作流程，并了解可能发生的问题和解决方法，减少人为因素导致的故障。
电子元器件失效分析及其提高可靠性技术研究
电子元器件失效分析及其提高可靠性技术研究电子元器件作为现代电子技术中不可或缺的一部分，其可靠性一直是工程师们关注的焦点。
然而，随着复杂度增加，越来越多的问题出现，比如电子元器件失效。
本文旨在探讨电子元器件失效的原因及其提高可靠性技术研究。
一、电子元器件失效的原因在电子元器件的使用过程中，失效几乎是不可避免的。
导致电子元器件失效有以下几个主要原因：1.使用环境不佳某些电子元器件需要在极端温度、湿度或压力下使用，如果使用环境恶劣，就会对电子元器件产生影响，导致它们的性能下降或失效。
2.材料老化由于时间的推移，电子元器件中的材料可以老化，导致它们无法正常工作。
这是一个比较常见的问题。
3.使用寿命到期每个电子元器件都有一定的使用寿命。
一旦达到其使用寿命，那么就可能会出现问题。
这种情况通常发生在电池和显示器上。
4.错误的设计或制造出现电子元器件失效的另一个原因是错误的设计或制造。
如果处理完这些问题的方式不恰当，那么电子元器件就可能无法正常工作。
二、提高电子元器件可靠性的技术研究为了降低电子元器件失效的风险，工程师们一直在努力实践着各种提高电子元器件可靠性的技术研究。
以下介绍几个不错的方案。
1.测试与质量控制在电子元器件制作完成之后，工程师们必须对它们进行测试和质量控制。
这些测试和质量控制可以确保电子元器件以正确的方式工作。
2.优化组装和布局通过优化组装和布局，可以降低电子元器件失效的风险。
在某些情况下，离散元件的组装方式可能更优于集成电路的组装方式。
3.原材料选择电子元器件制造商需要选择合适的原材料，以确保它们的产品质量。
这就涉及到对原材料的严格选择和标准。
4.结构优化电子元器件的结构对其可靠性有很大影响。
如果结构不够牢固，那么电子元器件就很可能出现失效。
工程师们可以通过改变元器件的结构或优化设计来提高其可靠性。
5.环境控制环境控制是提高电子元器件可靠性的另一个关键因素。
通过在制造过程中严格控制环境条件，可以降低电子元器件失效的风险。
封装基板质量改进方案
封装基板质量改进方案封装基板是现代电子产品中不可或缺的组成部分。
在制造许多电子设备时，封装基板被用于连接和支持各种电子元件，例如集成电路、电容器、电阻器、电感器等。
封装基板的质量不仅对产品性能和可靠性有着重要影响，同时也对制造成本和生产周期有着决定性的作用。
因此，为了保证封装基板在电子产品中的长期可靠性和稳定性，需要实施相应的质量改进措施。
质量问题的来源封装基板质量问题可能来自多方面。
一些常见的质量问题包括：焊点开裂焊点开裂是由于封装基板制造过程中，焊点的溶合不充分或焊点受到外力而破裂。
这种情况不仅会导致电路连接失效，还会影响电子元件的寿命。
焊盘开裂与焊点开裂相似，焊盘开裂通常出现在使用较长时间的设备上。
原因是焊盘的材料质量差或设计不合理，导致焊盘受到过大的应力而断裂。
非均匀厚度封装基板的厚度应该是均匀的，但是在生产过程中，如果工艺不完善，可能会出现部分区域厚度不均的情况。
这会影响焊盘的质量和可靠性。
焊点垂直度问题焊点的垂直度是指焊点到封装板面的垂直距离。
如果焊点的垂直度不均匀，会影响电路连接的可靠性。
封装基板质量改进方案针对封装基板的质量问题，推荐以下改进方案：改进制造工艺封装基板质量受制造工艺的影响非常大。
因此，改进制造工艺是保证封装基板质量的关键。
在制造封装基板时，应该采用高质量的原材料，遵循科学的工艺流程，并尽可能地减少人为因素的干扰，从而提高封装基板的制造质量。
严格检测封装基板质量在封装基板生产过程中，应该对每一个步骤都进行各种质量检测，以确保每一个步骤都能够达到要求的质量水平。
这样可以及时发现潜在的质量问题，并采取措施予以解决。
优化设计在设计封装基板时应尽可能避免出现过于脆弱的构造，从而减少产品在日常使用过程中的损坏风险。
此外，焊盘的设计应该充分考虑到焊点的应力，并采用合适的焊盘材料。
增加封装基板厚度增加封装基板的厚度可以提高其在使用过程中的耐久性和可靠性。
总结封装基板的质量影响着电子产品的性能和可靠性。
LED封装工艺的问题及改善
LED封装工艺的问题及改善一、目前LED制作过程中存在的问题：1、现在LED制作中的主要问题是可靠性差（死灯），由两方面所引起：a、固晶胶（晶片）和支架松脱。
b、金球和电极（pad），金球和支架松脱，如图2所示：造成以上两方面的松脱原因，是由支架和电极表面有或杂物或污染物使粘接不牢固。
2、目前LED制作工艺如下所示：从以上工艺可以看出此工艺没有作到对死灯的事先预防；（我们应该将预防死灯放在第一位，然后才是将死灯挑出来）虽然在事后加了冷热循环这道工序，但由于时间短（24小时）并不能完全将死灯给挑选出来(即便能将死灯完全挑出也不能在事先控制死灯的数量)。
3、现业界的显示屏LED灯管为什么死灯多（有的经过多次冷热循环还挑不干净），除了以上两方面原因外，还有另一个重要因素是支架与胶体结合不够紧密有微小缝隙，时间存放久了之后空气进入至使电极及支架表面氧化造成死灯。
(可以从煮红墨水实验中看出)二、须预防改善事项：1、清理支架上的氧化层或者污物，增加固晶胶（晶片）与支架之间的结合力，改善固晶的牢固度，并且使金球与支架的附着力增加，防止金球与支架松脱。
2、清洁晶片电极（pad）上的氧化层及污物，使金球与晶片电极（pad）附着力牢固防止金球松脱，焊线的稳定性也会大幅度提升。
3、清理支架上的氧化层或者污物，提高胶体与支架结合的紧密性防止空气渗透造成不良。
二、须预防改善事项：1、清理支架上的氧化层或者污物，增加固晶胶（晶片）与支架之间的结合力，改善固晶的牢固度，并且使金球与支架的附着力增加，防止金球与支架松脱。
2、清洁晶片电极（pad）上的氧化层及污物，使金球与晶片电极（pad）附着力牢固防止金球松脱，焊线的稳定性也会大幅度提升。
3、清理支架上的氧化层或者污物，提高胶体与支架结合的紧密性防止空气渗透造成不良。
三、改善措施：1、改善后LED制作工艺如下所示：2、使用电浆仪(等离子清洗机)的好处：a、改善固晶胶的接着状况，增加粘着面积→增加贴着面积，固晶胶与支架的粘着力增加。
功率MOSFET的封装失效分析
功率MOSFET的封装失效分析功率MOSFET是一种常见的功率电子器件，广泛应用于各种电源、驱动器、电机控制等领域。
封装是保护电子器件的一种重要手段，但封装也存在失效的可能性。
本文将针对功率MOSFET封装失效进行分析，内容包括封装失效的常见原因、失效的影响、失效的检测与分析方法等。
首先，功率MOSFET封装失效的常见原因主要包括以下几个方面：1.温度：功率MOSFET长期工作在高温环境下，容易造成封装材料老化，导致封装失效。
此外，温度梯度过大也容易引起封装开裂、脱落等问题。
2.结构设计：封装的结构设计不合理会导致应力集中或热应力不均匀，进而引起封装失效。
例如，焊盘设计不当容易导致焊点断裂；封装的结构刚性不足容易导致封装开裂。
3.焊接质量：封装过程中的焊接质量直接关系到封装的可靠性。
焊接技术上的不当操作，如温度不合适、焊接时间过长等，容易导致焊接质量下降，从而引起封装失效。
4.环境因素：功率MOSFET封装失效也与环境因素有关。
例如，湿度过高容易引起腐蚀；环境中存在刺激性气体或有害气体，也容易损坏封装材料。
1.电性能下降：封装失效会导致功率MOSFET的电性能下降，如导通电阻增加、开关速度减慢等。
这将进一步影响整个电路的性能以及功率MOSFET的工作稳定性。
2.整机故障：功率MOSFET是各种电子设备的重要组成部分，封装失效可能导致整机故障。
例如，功率放大器的功率输出下降、电机驱动器的驱动能力下降等。
3.安全隐患：功率MOSFET封装失效还可能引发电路或设备的安全隐患。
例如，封装失效导致的火花或电弧可能引发短路、过电流等事故。
针对功率MOSFET封装失效的检测与分析通常包括以下几个方法：1.可视检查：通过肉眼观察封装外观是否有损坏、脱落、变形等情况，初步判断封装失效的可能性。
2.成分分析：使用材料测试设备对封装材料进行成分分析，判断是否存在老化、受潮等问题。
3.电学参数测量：通过测量功率MOSFET的导通电阻、开关速度等电学参数，判断电性能是否下降。
电子封装的失效分析与预防
电子封装的失效分析与预防咱们生活在一个电子设备无处不在的时代，手机、电脑、平板，这些东西都已经成了咱们生活中离不开的伙伴。
可您有没有想过，这些电子设备能正常工作，里面的电子封装起着至关重要的作用呢？要是电子封装出了问题，那可就麻烦啦！今天咱们就来好好聊聊电子封装的失效分析与预防。
我先跟您说个事儿。
前段时间，我朋友买了个新的游戏笔记本，那配置，杠杠的，本想着能在游戏世界里大杀四方。
结果没玩几天，电脑频繁死机、黑屏。
他急得不行，找了个懂行的师傅来看看。
师傅一检查，说是电子封装出了问题，导致芯片散热不良，这才出现了这些故障。
那到底啥是电子封装呢？简单来说，电子封装就像是给电子元器件穿上的一件“防护服”，既要保护它们不受外界的干扰和损害，又要保证它们之间能正常地“交流”和工作。
比如说，芯片就像是一个娇贵的“小宝宝”，电子封装就得给它提供一个舒适、安全的环境。
电子封装失效的原因那可多了去了。
像材料的质量不过关，这就好比给“小宝宝”穿了一件劣质的衣服，不保暖还可能刮伤皮肤。
再比如说工艺问题，如果封装的过程中不够精细，有气泡、裂缝啥的，就像是衣服上有破洞，能不出问题吗？还有环境因素，温度太高太低、湿度太大太小，都可能让电子封装扛不住。
咱们来仔细说说材料质量的事儿。
有些不良厂家为了降低成本，用了一些劣质的封装材料，比如说塑料封装中的杂质含量过高，这就会影响封装的性能和可靠性。
就像盖房子用了劣质的砖头，房子能结实吗？再讲讲工艺问题。
在封装的过程中，如果焊接不牢固，引脚接触不良，这就好比电路中的“交通堵塞”，信号传不过去，设备能正常工作才怪呢！我曾经见过一个电子封装的生产线，工人们那是一丝不苟，每一个环节都严格把控，出来的产品质量就是好。
可有些小作坊，为了赶进度，粗制滥造，产品不出问题才怪。
那怎么预防电子封装失效呢？首先，得把好材料关，选择优质的封装材料，别贪小便宜吃大亏。
其次，提高封装工艺水平，加强工人的培训，让他们都成为“能工巧匠”。
封装可靠性与失效分析讲解学习
又称粉体涂装法。将完成微互连的 多层布线板在预加热的状态，浸入装 满环氧树脂与氧化硅粉末的混合粉体 中，并处于流动状态的流动浴槽中， 浸渍一段时间，待粉体附着达一定厚 度后，经加热固化完成封装。
在对树脂封装进行结构设计时，应重点考虑耐湿性和减小
内应力这两个问题。对于前者应减少可能漏气的环节，加 强从外气到半导体元件的密封措施；对于后者应正确把握 封装树脂热膨胀系数、填充量等的关系，减少容易发生应 力集中的环节等。在有些情况下，可以采用从里到外三层 树脂封装的结构，靠近芯片为一层柔软层，中间为一层缓 冲层，外部为一层致密层。这样既可提高耐湿性，又可减 小内应力。
• 关于密封性，不单单取决于树脂材料，还取决于引脚的表 面状态，以及树脂材料同氧化铝陶瓷多层布线板等基体材 料的匹配情况。对于耐湿性良好而密封性不太理想的树脂， 可以通过增加基体材料表面粗糙度的方法，增加整体的密 封性。
• 树脂封装法中，芯片周围包围的树脂材料越多、有效隔离长度越长、 耐湿性越好。但另一方面，随着封装树脂量的增加及树脂中内应力的 增加，会造成陶瓷布线板发生翘曲，致使芯片布线板上搭载的芯片部 件剥离、引起WB电气连接破坏、造成布线板上膜电阻出现裂纹等。 故应正确把握树脂填充量、有效绝缘长度、内应力等因素的关系。
传递模注塑封技术
a.模注树脂成分及特性
树脂通常是指受热后有软化或熔融范围，软化时在外力作 用下有流动倾向，常温下是固态、半固态，有时也可以是 液态的有机聚合物。广义地讲，可以作为塑料制品加工原 料的任何聚合物都称为树脂。
树脂有天然树脂和合成树脂之分。天然树脂是指由自然界 中动植物分泌物所得的有机物质，如松香、琥珀、虫胶等。 合成树脂是指由简单有机物经化学合成或某些天然产物经 化学反应而得到的树脂产物。
电子封装中的可靠性问题
电子封装中的可靠性问题电子器件是一个非常复杂的系统，其封装过程的缺陷和失效也是非常复杂的。
因此，研究封装缺陷和失效需要对封装过程有一个系统性的了解，这样才能从多个角度去分析缺陷产生的原因。
封装缺陷与失效的研究方法论封装的失效机理可以分为两类：过应力和磨损。
过应力失效往往是瞬时的、灾难性的；磨损失效是长期的累积损坏，往往首先表示为性能退化，接着才是器件失效。
失效的负载类型又可以分为机械、热、电气、辐射和化学负载等。
影响封装缺陷和失效的因素是多种多样的，材料成分和属性、封装设计、环境条件和工艺参数等都会有所影响。
确定影响因素和预防封装缺陷和失效的基本前提。
影响因素可以通过试验或者模拟仿真的方法来确定，一般多采用物理模型法和数值参数法。
对于更复杂的缺陷和失效机理，常常采用试差法确定关键的影响因素，但是这个方法需要较长的试验时间和设备修正，效率低、花费高。
在分析失效机理的过程中，采用鱼骨图（因果图）展示影响因素是行业通用的方法。
鱼骨图可以说明复杂的原因及影响因素和封装缺陷之间的关系，也可以区分多种原因并将其分门别类。
生产应用中，有一类鱼骨图被称为6Ms：从机器、方法、材料、量度、人力和自然力等六个维度分析影响因素。
这一张图所示的是展示塑封芯片分层原因的鱼骨图，从设计、工艺、环境和材料四个方面进行了分析。
通过鱼骨图，清晰地展现了所有的影响因素，为失效分析奠定了良好基础。
引发失效的负载类型如上一节所述，封装的负载类型可以分为机械、热、电气、辐射和化学负载。
失效机理的分类机械载荷：包括物理冲击、振动、填充颗粒在硅芯片上施加的应力（如收缩应力）和惯性力（如宇宙飞船的巨大加速度）等。
材料对这些载荷的响应可能表现为弹性形变、塑性形变、翘曲、脆性或柔性断裂、界面分层、疲劳裂缝产生和扩展、蠕变以及蠕变开裂等等。
热载荷：包括芯片黏结剂固化时的高温、引线键合前的预加热、成型工艺、后固化、邻近元器件的再加工、浸焊、气相焊接和回流焊接等等。
芯片封装过程中造成失效的原因
芯片封装过程中造成失效的原因
芯片封装过程中可能会出现各种原因导致芯片失效，主要包括以下几个方面：
1. 温度问题：封装过程中需要进行高温烘烤和焊接，如果温度过高或者过低，可能会导致芯片结构发生变化，从而影响其性能和寿命。
2. 湿度问题：封装过程中需要进行焊接和封装，如果环境湿度过高，可能会导致芯片内部的金属引线和焊点腐蚀，从而引起芯片失效。
3. 机械问题：封装过程中需要进行切割、钻孔和压合等操作，如果操作不当或者设备出现故障，可能会损坏芯片的结构，从而导致芯片失效。
4. 材料问题：封装过程中需要使用各种材料，如基板、封装材料、导线等，如果材料质量不好或者选择不当，可能会影响芯片的性能和寿命。
5. 工艺问题：封装过程中需要进行多道工序，如果工艺参数不合理或者控制不严格，可能会影响芯片的性能和寿命。
综上所述，芯片封装过程中造成失效的原因是多方面的，需要在封装过程中注意各种问题的控制和预防，以保证芯片的质量和寿命。
- 1 -。
塑料封装可靠性问题浅析
塑料封装可靠性问题浅析塑料封装可靠性问题浅析1、引言塑料封装器件很容易由于多种原因而导致早期失效。
这些缺陷产生的根源很多, 他们能够导致在塑封体各个部位产生一系列的失效模式和失效机理。
缺陷的产生主要是由于原材料的不匹配、设计存在缺陷或者不完善的制造工艺。
塑料封装器件同样也存在着非缺陷机理性失效, 比如PEM在空气中吸潮, 所吸收的潮气将会导致很多的问题出现, 包含在这一类失效中的就是所谓的磨损型失效机理。
这些类型的失效在后面将会进行详细的论述。
同时也将讨论避免产生缺陷的各种方法以及生产过程的优化和完善的设计。
这些都是为了保证最后成品的质量和可靠性。
2、塑料封装器件的缺陷及其预防有些缺陷很自然地归类于热机性能造成的, 而其他的缺陷通常和一些特殊的制成有关系, 比如芯片的制造、芯片的粘接、塑封、芯片的钝化、引线框架芯片基板的制造、焊丝或者后道成品包装。
这些都将在下面的讨论中看到, 同时其中的某些缺陷在分类上还是相互交叉的。
2.1、热机缺陷某些缺陷能够导致失效, 而这些缺陷都与热以及微观物质的移动有密切关系, 产生的主要原因就是环氧塑封料和不同接触界面材料的线膨胀系数不一致比如说, 当EMC固化时, 热收缩应力也随之产生这些应力将会导致巨大的拉伸和剪切应力, 作用于直接接触的芯片表面特别是在邑片的角部, 应力将会成几何级数增长, 很容易导致芯片薄膜钝化层或者芯片焊接材料以及, 芯片本身的破裂。
这些应力同样也容易导致EMC和芯片/芯片基板/引线框架之间出现分层断裂以及分层将会导致电路断开、短路以及间歇性断路问题出现。
同样它们也为潮气和污染源更容易进人塑封体内部提供了通路。
这些类型的缺陷可以通过以下措施来避免：在选择塑封料、引线框架、芯片焊接剂以及芯片钝化层的原材料时, 所有材料的线膨胀系数必须尽可能地相互匹配；芯片上部和下部塑封料的厚度应该尽可能地接近；尽量避免在设计和排版过程中出现边缘尖端以及尖角, 这样可以防止出现应力集中, 从而避免断裂的出现；最后, 提倡使用低应力塑封料以及低应力芯片焊接剂, 可以最大限度防止在封装的过程中出现多余应力。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
封装可靠性失效原因及其改善方案阐述
长电科技（滁州）有限公司安徽省滁州市 239000 摘要：可靠性是产品质
量的一个重要指标，就是产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定的功能
的能力。
确切的讲，一个产品的使用寿命越接近设计寿命，代表可靠性越好。
1、产品的可靠性与规定的条件密切相关。
如产品使用的环境条件、负荷大小、使用方法等。
一般，温度越高、额定负载越大，产品的可靠性就越低。
2、产品的可靠性与规定的时间也有关系。
例如，一般大型桥梁、道路的设
计寿命为50～100年。
3、产品的可靠性还与规定的功能有密切的关系。
例如，一个普通的晶体管
有反向漏电流、放大倍数、反向击穿电压、特征频率等多项功能。
芯片封装质量直接影响整个器件和组件的性能,随着混合集成电路向着高性能、高密度以及小型化、低成本的方向发展，对芯片的封装技术和可靠性提出了
更高的要求。
本文主要阐述了几种可靠性项目及其失效的机理以及封装导致的原因，以便封装生产中规避此类异常发生。
关键字可靠性；质量；可靠性项目；失效机理；封装导致的原因。
背景描述：电子器件是一个非常复杂的系统，其封装过程的缺陷和失效也是
非常复杂的。
因此，研究封装缺陷和失效需要对封装过程有一个系统性的了解，
这样才能从多个角度去分析缺陷产生的原因。
封装的失效机理可以分为两类：过
应力和磨损。
过应力失效往往是瞬时的、灾难性的；磨损失效是长期的累积损坏，往往首先表示为性能退化，接着才是器件失效。
失效的负载类型又可以分为机械、热、电气、辐射和化学负载等。
影响封装缺陷和失效的因素是多种多样的，材
料成分和属性、封装设计、环境条件和工艺参数等都会有所影响。
封装缺陷主要
包括引线变形、底座偏移、翘曲、芯片破裂、分层、空洞、不均匀封装、毛边、
外来颗粒和不完全固化等。
随着应用的要求越来越高，对产品封装可靠性要求也
越来越高。
我们要识别一些可靠性项目考核目的、失效机理以及可能导致的原因，以便在前期FMEA中定义，从设计、生产角度来提升质量。
电子元器件失效规律（图1 浴盆曲线）：
1、早期失效期
失效发生在使用初期，失效率较高，且随工作时间的增加而迅速下降。
如，
产品的测试、老化是删除早期失效的有效方法。
2、偶然失效期
失效率低且稳定，近似常数。
如某产品的失效率为5ppm就是指偶然失效率。
3、耗损失效期
失效率明显上升，大部分器件相继失效，一般出现在产品的使用后期。
如半
导体产品使用10年以上将进入损耗失效期。
图1 浴盆曲线
常见可靠性项目及其对应相关失效模式：
可靠性定义：为评价分析产品的可靠性而进行的试验称为可靠性试验。
可靠性功能：可以确定电子产品的可靠性特征量，为使用、生产、设计提供
有用的数据；能暴露产品在原料、结构、工艺以及环境适应性等方面存在的问题；可以了解产品在不同环境和应力条件下的失效规律与失效模式。
可靠性分类：按项目可分为寿命试验、环境试验、特殊试验、使用条件试验，按目的可分为筛选试验、验证试验、鉴定试验、交收试验等。
环境试验是模拟产品在贮存、运输和工作过程中可能遇到的一切外界影响因
素影响，包括震动、机械冲击、温度、湿度、盐雾、辐射、生物霉菌等。
例如：
温度循环
试验条件：-65-150℃，500/1000cycles，产品在低温或高温的停留时间在
10min以上，总共转换时间从高到低或从低到高不超过5min。
是考核产品封装承受极端高温和极端低温的能力以及极端高温和极端低温交
替变化对产品的影响。
温度循环能有效的检验装片、键合和封装工艺存在的缺陷，框架、引线、导
电胶、塑封料的匹配性，加速硅片潜在裂缝的暴露。
封装原因分析及改善：
TCT后出现点断，FA发现分层、bond stich broken，要改善分层情况及提
升第二焊点拉力，可以封装过程增加plasma清洗及优化二焊点参数（劈刀选择、USG/FORCE等方面）。
备注：plasma清洗，借电浆中的离子或高活性原子，将表面污染物撞离或形
成挥发性气体，再经由真空系统带走，达到表面清洁的目的，提升LF框架与compound结合能力，结合更好，降低TCT应力影响。
高压蒸煮（PCT）
试验条件：121℃ 100％RH 2atm 96/168hrs。
主要考核产品的气密性和抗湿气能力。
高压蒸煮可以检验产品漏电流过大，产品的气密性和抗湿气能力、芯片的腐蚀、沾污以及塑封体与框架的结合是否良好。
封装原因分析及改善：
PCT后出现离子迁移：主要为气密性不足，一是框架与料饼结合不好，导致
湿气进入，可以提升框架与料饼结合面的洁净度，塑封前增加plasma清洗；二
是料饼的吸湿性较差，选择粘结强度更高的塑封料（填料含量选择相对少一点）。
稳态湿热（THT）
试验条件：85℃ 85%RH 500/1000hrs。
评定产品经长时间施加湿度应力和温度应力作用的能力，考核产品的气密性。
能检验出产品气密性不好，易焊性问题、管脚发黄等一系列问题。
封装原因分析及改善：此处省略（可以参考上述PCT失效改善方向）。
高速老化试验（UHAST/BHAST），BHAST带BIAS偏置
试验条件：130℃、85%RH、0.23 Mpa 96/168 hrs。
评定非气密性封装在（无）偏置条件下抗潮湿能力。
能检验出分层导致的leakage失效、OPEN（ball lift导致）等问题。
可靠性BHAST试验fail，OPEN，FA发现ball lift及IMC broken问题（卤
素离子腐蚀）。
封装原因分析及改善：
一，W/B参数不佳，导致W/B深度较浅，残铝过厚，wire ball和pad铝层
结合不良，在BHAST通电、高速老化过程中，ball两端的Gap/Crack延伸，导致IMC开裂失效。
对此，需注意劈刀的选用、W/B参数需进行DOE确认，控制球形及残铝，一
般建议10%-30%，残铝偏小存在pad crack风险，偏大存在ball lift风险；
二，W/B至molding站Q-time控制不当，未能及时塑封，导致铜线焊球出现
氧化，塑封后卤素离子聚集ball四周，导致IMC出现crack，进而电性测试失效。
对此，要定义W/B后至塑封Q-time，建立管控机制，避免焊球氧化导致塑封
后卤素离子聚集；塑封前增加plasma清洗，洁净芯片表面、焊球四周、框架表面，改善结合，降低吸湿风险；选用低卤素compound，控制Cl/S/Br离子含量
20ppm内。
结论:
随着半导体发展，对封装技术要求越来越高，高品质、高可靠性成为必然趋势，尤其是国产化替代浪潮持续推进，对国产封装能力是个考验，我们要做到设
计质量、预防质量。
通过前期工艺参数等进行优化，以最优的工艺条件实现生产，提升产品的可靠性寿命。
本文只是简述几个可靠性项目及其可能失效原因改善，
实际并不仅仅这些，需要我们再今后的工作中不断积累、不断学习。
参考文献
胡湘洪高军李劲.可靠性试验.电子工业出版社，2015-11-01.
李良巧.可靠性工程师手册.北京：中国人民大学出版社，2012-04-01.
王威张伟.高可靠性电子产品工艺设计及案例分析.电子工业出版社，2020-
01-01.
章晓文恩云飞.电子元器件失效分析技术.电子工业出版社，2015-11-01.
JEDEC标准.J-STD-033B_handling for SMD，1999-05.。